Hur man beräknar den del av EDTA

Etylendiamintetraättiksyra (EDTA ) är en svag syra men det kan också fungera som en svag bas . Den kan ta upp antingen en eller två protoner som en bas eller donera upp till fyra protoner som en syra. Följaktligen har det inte mindre än sex olika blanketter som du kan hitta i lösningen , beroende på pH-värdet . Den viktigaste av dessa - den som faktiskt är användbar - är det helt deprotonerad formen , EDTA - 4 . Du kan använda dissociationskonstanter och pH-värdet för att beräkna den fraktion av EDTA - 4 i lösning. Instruktioner
1

Skriv ner ekvationen du använder för att lösa detta problem :

( K1 K2 K3 K4 K5 K6 ) ) /( [ H + ] ^ 6 + K1 [ H + ] ^ 5 + K1 K2 [ H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [ H + ] ^ 3 + K1 K2 K3 K4 [ H + ] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [ H + ] + K1 K2 K3 K4 K5 K6 ) katalog

Denna ekvation kan se komplicerat , men det kommer att se enklare när du dela upp det i mindre bitar .
2

Börja med att beräkna täljaren . Täljaren är bara en produkt av de sex sura dissociationskonstanterna för EDTA . Dessa sura dissociationskonstanter är följande :

K1 = 1

K2 = 0,0316

K3 = 0.01

K4 = 2,04 x 10 ^ -3

K5 = 7,41 x 10 ^ -7

K6 = 4,27 x 10 ^ -11
p Om du multiplicerar alla sex av dessa siffror tillsammans , får du 2,04 x 10 ^ - 23 . Addera 3

Konvertera pH till [H +] , vätejonkoncentrationen . Kom ihåg att [ H + ] är precis lika med 10 ^ - pH . Om pH-värdet är 8 , till exempel, är vätejonkoncentrationen 10 ^ -8 = 1 x 10 ^ -8
4

Beräkna de fyra första terminerna av nämnaren , som är följande . :

[ H + ] ^ 6 + K1 [ H + ] ^ 5 + K1 K2 [ H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [ H + ] ^ 3

i exemplet [ H + ] = 1 x 10 ^ -8 , så när du ersätta detta nummer i för [ H + ] och höja den till varje makt , har du följande :

1 x 10 ^ -48 + K1 ( 1 x 10 ^ -40 ) + K1 K2 ( 1 x 10 ^ -32 ) + K1 K2 K3 ( 1 x 10 ^ -24 ) katalog

nu multiplicera de tre sista villkoren i detta uttryck av lämpliga K-värden . Detta ger dig följande :

1 x 10 ^ -48 + ( 1 ) ( 1 x 10 ^ -40 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 1 x 10 ^ -32 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 1 x 10 ^ -24 ) =

1 x 10 ^ -48 ^ ( 1 x 10 ^ -40 ) + ( 3,16 x 10 ^ -34 ) + ( 3,16 x 10 ^ -28 ) = 3,16 x 10 ^ -28
5

Beräkna de tre sista villkoren för nämnare :

K1 K2 K3 K4 [ H + ] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [ H + ] + K1 K2 K3 K4 K5 K6

K1 = 1

K2 = 0,0316

K3 = 0.01

K4 = 2,04 x 10 ^ - 3

K5 = 7,41 x 10 ^ -7

K6 = 4,27 x 10 ^ -11

Börja med att ersätta i [ H + ] värde du beräknade och din K-värden att ge följande :

( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 1x10 ^ -8 ) ^ 2 + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 1x10 ^ -8 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 4,27 x 10 ^ - 11 ) katalog

=

6,45 x 10 ^ -15 + 4,78 x 10 ^ -21 + 2,04 x 10 ^ -23

=

6,45 x 10 ^ -15
6

Lägg ditt resultat från steg 5 och ditt resultat från steg 4 tillsammans . I exemplet , kommer detta att ge dig följande :

6,45 x 10 ^ -15 + 3,16 x 10 ^ -28 = 6,45 x 10 ^ -15

I det här fallet , det andra resultatet är så mycket större än den första att lägga den första att det egentligen inte ändra det alls .
7

Dela täljaren ( din resultatet från steg 2 ) i nämnaren ( ditt resultat från steg 6 ) för att erhålla följande:

2,04 x 10 ^ -23 /6,45 x 10 ^ -15 = 3,16 x 10 ^ -9

Detta är den fraktion av obundna EDTA som är helt deprotonerad . Som ni ser , vid pH 8 det är mycket små , ​​och sänkning av pH-värdet skulle göra det ännu mindre . Vid högre pH-värden , kommer det dock att närma sig 1 , eftersom den sista termen i nämnaren i ekvationen inte kommer att förändras , medan de sex första villkoren i nämnaren blir mindre när pH ökar .